化工设计
主讲:陈安国
《化工设计》课程简介
一、课程性质与认识 二、课程内容及知识点 三、课程的教学目的
一、课程性质与认识
专业必修课 40学时,2.5学分 闭卷考试
二、课程内容及主要知识点
• 第一章 化工设计概述（设计概念、内容与程序;工艺设 计文件的内容与格式）
• 第二章 工艺流程设计（流程设计的任务、步骤与方法； PFD图及PID图的设计与绘制）
• 第三章 物料衡算与能量衡算（化工流程的物料衡算与 能量衡算方法）
• 第四章 设备工艺设计及选型（设备选用原则;非定型设 备设计的主要程序 ;设备图的设计与绘制）
• 第五章 化工厂布置(厂址选择;总图及车间布置;设备布置图的设计与绘制)
• 第六章 配管工程设计(管道设计基础;管道布置原则与要求;管道布置图的设计与绘 制)
实验性研究
➢内容:①工艺方法（原料和生产线路等）研究
②工艺条件（如转化率、选择性、主副反应 的特点、催化剂、反应条件、产品分离方式等)
➢化工过程设计的主要目标：确定 最佳流程及最佳操作条件，达到最 优化投入产出比。在定量计算的基 础上，结合专家的经验，考虑安全、 健康、环保的因素，确定出一个综 合的设计方案。
➢我国化工设计院，原来的专业部门进 行了相应的改革调整。
原工艺专业部
工艺专业部（大部分为化学工程与工艺专业人员）
工艺系统专业部 （少量化学工程与工艺专业人员，大量其它辅助专业）
工艺专业部：侧重化工工艺设计 工艺系统专业部：侧重化工过程设计中除了化工工艺设计以外
与工艺有关的内容
工艺专业部：侧重出PID图、PFD图 工艺系统专业部：侧重出UID图、UFD图
PID （Process Instrument Diagram） 带控制点的工艺仪表管道流程图 PFD （Process Flowsheet Diagram） 过程物料流程图 UID （Utility Instrument Diagram） 公用工程仪表管道流程图 UFD （Utility Flowsheet Diagram） 公用工程物料流程图 其中，各种图纸随设计的深入，分成多个版本。
（一）化工设计的概念
➢ 化工设计是泛称，在不同场合可分别指化工厂设计、化
工过程设计、化工工艺设计，其内涵最广，但意义不明
确。如化工厂设计包括：
化工过程设计
（核心）
化工工艺设计（核心）
公用工程设计、外管设计…等
非工艺部分设计
• 化工厂房建筑、结构设计 • 总图设计…….等
化工过程设计是针对化工工艺设计的深入、配套与完善。
第二次 概念 可行性 设计 研究 工程设计研究
第三次 基础 可行性 设计 研究
信息研究
➢主要内容:①调研市场对开发产品的需求量,
开发产品对国民经济其他部门的关系, 市场前景,收益估算,社会效益及环境污染情况等
②评估科研水平、社会条件及完成的可能性
➢收集评价的资料:
①各种已工业化的生产方法及新方法的专利文献资 料，如生产过程、流程、主副反应、反应条件、反应 产率、产品及副产品规格、主要设备类型、反应动力 学及有关的相平衡数据；②主副产品、原料及中间品 的物化和热力学数据。
• 第七章 非专业设计(公用工程的设计内容与规范;安全防火设计规范与原则;设计概 算及技术经济评价)
• 第八章 工艺设计实例(工艺设计内容、步骤及设计说明书的编制）
三、课程的教学目的
了解国内外有关化工工艺设计、 化工厂设计的先进理念
掌握化工工艺设计的内容、步骤 及方法
主要参考书
[1]娄爱绢等编著．化工设计．上海：华东理工大学出版社， 2002 [2]黄 璐．王保国编．化工设计．北京：化学工业出版社 ，2001 [3]王红林．陈 砺编．化工设计．广州：华南理工大学出版社， 20
PID图样
PFD图样
UFD图样
工艺专业部与工艺系统专业部之间，在设计工作过程中有许 多需要交流的条件、文件（“条件表”），有发出条件的主导 专业，有接收“条件表”的接收专业。
化学工程与工艺
我
化工机械
国
化
自动化及仪表
工
设 计
总图
院
的
概预算（工程经济）
专
业 种
建筑、工业炉
•基础设计(Foundatio n Design)
•工程设计(Engineering Design)
（三）化工过程开发程序及设计类型 1、化工过程开发的基本步骤 2、化工过程开发中的设计类型
1、化工过程开发的基本步骤
实验性 研究
第一次 可行性 研究
过程研究
小试
模型 试验
中试
工程 设计
施工
信息 研究
01
[4]倪进方主编．化工过程设计．北京：化学工业出版社，1999 [5]于遵宏等编著．化工过程开发．上海：华东理工大学出版社， 19 96
[6]刘道德等编著．化工厂的设计与改造．长沙：中南工业大学出版社，20
05 [7]上海医工设计院．化工工艺设计手册．北京：化学工业出版社 ，1986 [8] 化学工程手册编辑委员会．化学工程手册．北京：化学工业出版社 ，19
➢ 因此，可以说：
化工设计是化工工程基本建设中的一 环,是将化学工程、化工工艺和开发 性实验的研究成果，用工程语言（图 纸等）表达出来，使之建设成为一个 工业化的生产装备。其本质是把化学 反应变成一个装置工程的设计。
•化工设计室
➢在屏幕上修改 设计图
➢化工生产装备的概念
•化工生产装备是由 各种单元设备以系统 的、合理的方式组合 起来的工程整体。
86
[9]黄英主编.化工过程设计.西安:西安工业出版社,2005
第一章 化工设计概述
一、化工设计的概念与种类 二、化工厂设计的内容与程序 三、化工工艺设计的内容与步骤 四、工艺包设计 五、国家和行业设计政策与规范 六、设计文件
一、化工设计的概念与种类
（一）化工设计的概念 （二）化工设计的种类 （三）化工过程开发程序及设计类型 （四）工程设计的概念及实施阶段
（二）化工设计的种类
➢ 根据项目性质分为两类型
•新建项目设计 •技改项目设计
➢ 根据适用程度分为两种类型
•通用设计（复用设计） •“因地制宜”设计
➢ 根据开发程序分为两大类-四种类 型
•概念设计（Concept ual Design)
•开发（过程 •中试设计(Pilot-plan 中的）设计 t Design)